Najbližšia čierna diera?

Astronómovia si myslia, že sa im podarilo objaviť najbližšiu čiernu dieru k nám, vzdialenú „len“ 1500 svetelných rokov. Objav však stále ešte potrebuje potvrdenie. Ak majú astronómovia z Ohio State University (USA) pravdu, je neviditeľný sprievodca červenej obrej hviezdy v sústave V723 Monocerotis v súhvezdí Jednorožca k nám najbližšou čiernou dierou vo vesmíre. Ale nie každý je o tom presvedčený. V723 Mon je premenná hviezda, červený obor, s jasnosťou 8,3 magnitúdy s hmotnosťou ako naše Slnko, ale s 25 krát väčším priemerom. Astronómovia ju donedávna katalogizovali ako zákrytovú dvojhviezdu, v ktorej druhá, neviditeľná hviezda prechádza popred červeného obra pri pohľade zo Zeme každých zhruba 60 dní.

Avšak keď sa doktorand Tharindu Jayasinghe z Ohio State University pozrel bližšie na archívne údaje z troch automatizovaných ďalekohľadov (All-Sky Automated Survey - ASAS, Kilodegree Extremely Little Telescope – KELT  a Transiting Exoplanet Survey Satellite TESS – tento posledný je vlastne družica), zistil, že pozorované zmeny jasnosti indikujú deformáciu hviezdy pod vplyvom slapových síl z hmotnejšieho sprievodcu do tvaru kvapky. V článku, ktorý vyjde v Monthly Notices of the Royal Astronomcial Society, Jayasingheov tím použil orbitálnu periódu systému, dráhovú rýchlosť a deformáciu červeného obra na odvodenie hmotnosti neviditeľnej zložky: vyšli 3 hmotnosti Slnka.

Tvrdia, že najpravdepodobnejším vysvetlením môže byť jediné kompaktné teleso a tým je málo hmotná čierna diera. Kento Masuda (Osaka University, Japonsko) a Teruyuki Hirano (NINS, Japonsko) nezávislou analýzou prišli k podobnému záveru. Ak sa to potvrdí, „Jednorožec“ , ako Jayasinghe s kolegami nazvali tento objekt, by sa kvôli svojej polohe a svojej jedinečnosti stal najbližšou známou čiernou dierou. Avšak Ed van den Heuvel (University of Amsterdam, Holandsko) hovorí, že on je skeptický ohľadne údajného dôkazu takýchto „neinteragujúcich“ málo hmotných čiernych dier, kde nenastáva prenos hmoty, neexistuje akrečný disk a röntgenová emisia, ktoré by podporovali prítomnosť čiernej diery. Keď tím vedený  Jayasingheovým spoluautorom Toddom Thompsonom (Ohio State University) publikoval v časopise Science objav ďalšej neinteragujúcej zložky vzdialenej červenej obrej hviezdy - čiernej diery s hmotnosťou 3,3 hmotnosti Slnka - van den Heuvel a Thomas Tauris (Aarhus University, Dánsko) upozornili taktiež v Science na to, že neviditeľný objekt by mohol byť aj veľmi tesným párom slabých hviezd. Predchádzajúce tvrdenia o neinteragujúcich čiernych dierach – vrátane tej v dvojhviezdnej sústave HR 6819, vzdialenej 1120 svetelných rokov – taktiež neobstáli pri skúške času. Takže uvidíme, koľko vedcov je presvedčených o existencii „Jednorožca“.

Van den Heuvel verí, že aj v tomto prípade je neviditeľná zložka tesný pár málo svietivých hviezd. „Nemyslím si, že prezentovali skalopevný dôkaz,“ hovorí Van den Heuvel. Ak objekt V723 Mon naozaj skrýva čiernu dieru, bola by to zároveň aj najmenšia (najmenej hmotná) dosiaľ objavená čierna diera. Najmenej hmotná doteraz objavená čierna diera, ktorej hmotnosťou sú si astronómovia istí, má viac než 6  hmotností Slnka, čo zároveň zanecháva akúsi medzeru v hmotnostiach medzi čiernymi dierami a neutrónovými hviezdami. Neutrónové hviezdy majú totiž hmotnosť najviac 2 hmotnosti Slnka. Čierne diery a neutrónové hviezdy sa najlepšie pozorujú v dvojhviezdnych systémoch, kde sa dajú objaviť aj vďaka gravitačným vlnám, alebo vyžarovaniu elektromagnetického žiarenia. Zdá sa, že existuje určitá „medzera“ v hmotnostiach medzi neutrónovými hviezdami a čiernymi dierami a astronómovia aktívne pátrajú po tom, či je reálna. Ak by našli čiernu dieru v tejto medzere, vrhlo by to nové svetlo na mechanizmus vzniku týchto objektov. Podľa van den Heuvela súčasné teórie vysvetľujú vznik čiernych dier len akréciou materiálu na neutrónové hviezdy a tie potom pri dostatočnom množstve hmoty skolabujú na čierne diery. Medzitým si Jayasinghe s kolegami myslia, že ich „Jednorožec“ nemusí byť úplne jedinečný. Pomocou hrubej štatistickej analýzy odhadli, že v našej Mliečnej ceste môže existovať niekoľko stovák takýchto podobných sústav. Očakáva sa, že budúce veľké spektroskopické prehliadky ako napr. APOGEE (súčasť prebiehajúcej prehliadky Sloan Digital Sky Survey) a čínska prehliadka LAMOST  (vykonávaná pomocou Large-sky Area Multi-Object fibre Spectroscopic Telescope) nám ukážu viac dvojhviezd s kompaktnými objektmi a kandidátmi na čierne diery. Podľa Jayasingheho objekt V723 Mon bol objavený vďaka svojej blízkosti k nám. „Je veľmi jasný, takže je relatívne lacné pozorovať ho pomocou rôznych pozemských zariadení,“ konštatuje Jayasinghe.

Publikované v časopise QUARK, 6/2021, RNDr. Zdeněk Komárek

Text k obrázku nad článkom: Umelecká ilustrácia ukazuje ako hmotná zložka dvojhviezdy, pravdepodobne málo hmotná čierna diera, deformuje červeného obra do tvaru kvapky.

Zdroj obrázka: https://skyandtelescope.org